Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Effect of oxidation and mechanical damage of PCBs with OSP finish on their solderability with SAC305 alloy

100%

Kudyba A. , Siewiorek A. , Sobczak N. , Turalska P.

|

tom T. 55, nr 4

59--66

EN

The paper focuses on the experimental investigation of wetting behavior and solderability of commercial lead-free solder on Printed Circuit Board (PCB) covered with an OSP finish (Organic Surface Protectant) characterized by physical (mechanically scratched) and/or chemical (oxidized in air at 260°C for 1 hour) inhomogeneity of the surface finish. The influence of the quality of the PCB finish on the maximum wetting force Fmax, wetting time t0, the contact angle θ, and the parameters characterizing solderability, were studied. The tests were performed by a wetting balance method with SAC305 solder (Sn-3.0Ag-0.5Cu, wt. %) and commercial flux (EF2200) using MENISCO ST88 apparatus allowing direct measurement of the wetting force Fr and wetting time t0 as well as calculation of the contact angle θ values. The measurements were made at a temperature of 260°C for a contact time of 3 s. For comparison, the tests were also performed on PCBs in delivery state showing average Fmax = 0.9 mN, t0 = 0.58 s and θ = 57°. The results have shown that both oxidation and mechanical damage of the OSP finish have a significant worsening effect on solderability. Scratched OSP finish had an average Fmax = -1.03 mN and θ = 78°. Such surfaces were non-wettable with corresponding values of Fmax = -4.7 mN and θ = 120° for oxidized samples and Fmax = -4.04 mN and θ = 111° for those scratched and oxidized.

PL

W pracy badano zwilżalność i lutowność płytek drukowanych (PCB) z pokryciem OSP, które charakteryzowały się niejednorodnością występującą na powierzchni: były mechanicznie porysowane i/lub utlenione (na powietrzu, w temperaturze 260°C w czasie 1 godziny). Do badań stosowano komercyjny stop bezołowiowy. Określono wpływ jakości pokrycia na wartość maksymalnej siły zwilżania Fmax, czas zwilżania t0 i kąt zwilżania θ, czyli parametrów charakteryzujących lutowność. Badania prowadzono metodą zanurzeniową (meniskograficzną) na aparaturze ST88 MENISCO, która umożliwia bezpośredni pomiar siły zwilżania Fr i czasu zwilżania t0, jak również obliczenie wartości kąta zwilżania θ. Pomiary przeprowadzono w temperaturze 260°C w czasie 3 s. Dla porównania testy przeprowadzono również na płytkach „w stanie dostawy”, uzyskując średnią Fmax = 0.9 mN, t0 = 0,58 s i θ = 57°. Uzyskane wyniki świadczą, że zarówno utlenianie powierzchni, jak i uszkodzenia mechaniczne pokrycia OSP powodują znaczące pogorszenie lutowości płytek PCB. Dla pokrycia OSP, które było porysowane, uzyskano średnio Fmax = -1,03 mN i θ = 78°. Dla próbek utlenionych mierzone wartości wyniosły: Fmax = -4,7 mN i θ = 120°, natomiast dla próbek porysowanych i utlenionych: Fmax = -4,04 mN i θ = 111°.

2

High temperature wettability and reactivity between molten Mg in contact with Ni substrate

75%

Kudyba A. , Sobczak N. , Turalska P. , Bruzda G. , Makaya A. , Pambaguian L.

|

2018

|

tom Vol. 58, no. 1

47--53

EN

The paper focuses on the experimental investigation of high temperature wetting behaviour of liquid pure Mg during a contact heating on Ni substrate by the sessile drop method. High temperature wettability test was performed by the classical sessile drop method at T = 700°C for t = 300 s, under flowing Ar 99.999% atmosphere, by using the equipment and testing procedures that have been developed by the Foundry Research Institute. In order to suppress effects of heating and cooling histories on wetting and spreading behaviours, Mg/Ni couple was introduced inside a metallic heater already preheated up to the test temperature, while after the wettability test, it was immediately removed to the cold part of the chamber. During the wettability test, images of the couple were recorded by high-resolution high-speed CCD camera. It was observed, that the wetting phenomenon (θ ≤ 90°) takes place immediately after melting of Mg sample. The Mg/Ni system shows a good wetting at T = 700°C after t = 300 s forming the final contact angle of 18°.

PL

Praca prezentuje wyniki badań wysokotemperaturowego oddziaływania ciekłego Mg w kontakcie z podłożem Ni podczas wspólnego nagrzewania badanej pary materiałów. Wysokotemperaturowe badania zwilżalności przeprowadzono klasyczna metodą kropli leżącej w temperaturze T = 700°C i czasie t = 300 s w gazie przepływowym Ar 99,999%. Do badań zastosowano aparaturę i procedury badawcze opracowane w Instytucie Odlewnictwa. W celu eliminacji wpływu historii nagrzewania i chłodzenia na zwilżalność i rozpływność, badany układ Mg/Ni wprowadzono do gorącej części komory badawczej nagrzanej do temperatury badań. Po badaniach zwilżalności badaną parę materiałów natychmiast wprowadzono do zimnej części komory badawczej. Podczas badań zwilżalności stosowano ciągłą rejestrację obrazu badanej pary materiałów za pomocą wysokorozdzielczej kamery cyfrowej CCD. Zaobserwowano, że zjawisko zwilżania (θ ≤ 90°) zachodzi natychmiast po stopieniu próbki czystego Mg. Układ Mg /Ni wykazuje bardzo dobrą zwilżalność w temperaturze T = 700° C po t = 300 s, a końcowa wartość kąta zwilżania wynosi 18°.

3

Wetting behavior of Si-13.5B alloy on polycrystalline h-BN-based substrates

63%

Polkowski W. , Sobczak N. , Nowak R. , Kudyba A. , Bruzda G. , Polkowska A. , Homa M. , Turalska P. , Shuleshova O. , Kaban I.

|

tom Vol. 57, no. 4

321--326

EN

In this work, for the first time the results of an experimental evaluation of the high temperature behavior of molten Si-B alloy in contact with refractory materials at temperatures up to 1750°C, under static argon atmosphere (p = 850– 900 mbar), is shown. The material investigated, having a nominal chemical composition of Si-13.5B (at. %), was fabricated by using the crucible-less electric arc-melting process assisted by the levitation drop method. The wettability of the molten alloy in contact with commercial hexagonal boron nitride (h-BN) substrates was evaluated by means of especially developed sessile drop technique combined with a contact heating procedure. It was found that both couples show a lack of wettability in the whole tested temperature range (the measured contact angle was θ > 130°). The more stable behavior in contact with molten Si-13.B alloy, evidenced by higher θ values and a lack of drop vibration during the high temperature exposition, was observed for the h-BN based composite substrate.

4

Termofizyczne właściwości kompozytów Ag-C domieszkowanych nanorurkami węglowymi

63%

Homa M. , Siewiorek A. , Gazda A. , Sobczak N. , Kudyba A. , Turalska P. , Pietrzak K. , Frydman K. , Wójcik-Grzybek D. , Strojny-Nędza A.

|

2014

|

tom T. 54, nr 1

13--24

PL

Praca prezentuje wyniki wstępnych badań materiałów typu Ag-C otrzymanych metodą metalurgii proszków (PM) domieszkowanych nanorurkami węglowymi. Na podstawie przeprowadzonych metodami skaningowej mikroskopii elektronowej badań strukturalnych oraz wykonanych badań właściwości termofizycznych metodami DSC, DIL, LFA stwierdzono, że zastosowana procedura wytwarzania materiałów kompozytowych nie zapewnia zadawalającego rozmieszczenia fazy węglowej w osnowie metalowej. W celu uzyskania poprawy jednorodności materiałów typu Ag-C należy opracować sposób deaglomeracji fazy węglowej.

EN

The paper presents results of preliminary studies on Ag-C materials obtained using the powder metallurgy (PM) method with carbon nanotube doping. Based on structural tests performed using scanning electron microscopy and DSC, DIL and LFA tests of thermophysical properties, it was ascertained that the utilised procedure of producing composite material does not ensure satisfactory distribution of the carbon phase in the metal matrix. In order to improve the uniformity of Ag-C materials, a new method of deagglomerating the carbon phase needs to be developed.

5

Wpływ zawartości fosforu na zwilżalność podłoży z pokryciem Ni-P lutowiem SAC305

63%

Kudyba A. , Sobczak N. , Siewiorek A. , Turalska P. , Klasik A. , Bieliński J. , Sałacińska A. , Kozera R.

|

2014

|

tom T. 54, nr 4

51--62

PL

Celem badań było określenie wpływu składu chemicznego pokrycia Ni-P na kinetykę zwilżania ciekłego lutowia SAC305 w kontakcie z pokryciem Ni-P. Badania przeprowadzono w próżni w temperaturze 230°C w czasie 5 minut, stosując metodę kropli leżącej w połączeniu z osobnym nagrzewaniem badanej pary materiałów, pozwalającej na eksperymentalne wyznaczanie wartości kąta zwilżania θ. Do badań użyto stop lutowniczy SAC305 (3% wag. Ag, 0,5% wag. Cu, Sn – osnowa) oraz podłoża niklowe (Ni 99,8% wag.), na które naniesione zostało pokrycie Ni-xP o dwóch różnych zawartościach fosforu (x = 4,3% wag. lub 11,6% wag.). Po badaniach zwilżalności przeprowadzono analizę strukturalną powierzchni próbek metodą skaningowej mikroskopii elektronowej, koncentrując się na obserwacji granicy SAC305/podłoże. W celu określenia wpływu zawartości fosforu w pokryciu Ni-P na wytrzymałość wytworzonych połączeń SAC305/Ni-xP/Ni poprzeczne przekroje próbek poddano testom na ścinanie, stosując udoskonaloną metodę push-off shear test. Stwierdzono, że dla wybranego zakresu 4,3 ≤ P ≤ 11,6 wzrost zawartości fosforu w pokryciu poprawia zwilżalność badanych układów ciekłym lutowiem SAC305, lecz jest to efekt pozorny wynikający z penetracji lutowia w nieciągłości strukturalne powstające w warstwie Ni-11,6P na skutek przemian fazowych. Dla próbki SAC305/ Ni-11,6P/Ni wartość kąta zwilżania θ = 54° jest mniejsza w porównaniu do próbki SAC305/Ni-4,3P/Ni, dla której θ = 75°, przy tym wytrzymałość na ścinanie wytworzonych połączeń praktycznie nie ulega zmianie, wykazując dla próbki SAC305/Ni-11,6P/Ni τmax = 15,6 MPa w porównaniu τmax = 14,2 MPa dla próbki SAC305/Ni-4,3P/Ni.

EN

The aim of this study was to determine the effect of the chemical composition of Ni-P coating on the wettability kinetics of SAC305 liquid solder in contact with the Ni-P coating. The study was conducted in vacuum, at 230°C, for 5 minutes, using the sessile drop method in combination with a separate heating of the two test materials, allowing for experimental determination of the contact angle θ. The study used a SAC305 solder (Sn base, Ag 3 wt. %, Cu 0.5 wt. %) and a nickel substrate (Ni 99.8 wt. %) onto which Ni-xP coating of two different levels of phosphorous was applied (x = 4.3 wt. %, or 11.6 wt. %). After the tests of wettability were performed, structural analysis of the surface of the samples was performed by scanning electron microscopy, focusing on the observation of the border SAC305/substrate. In order to determine the effect of phosphorus in the Ni-P coating on the strength of the SAC305/Ni-xP/Ni joints formed, cross sections of samples were tested for shear strength using the improved method of the push-off shear test. It was found that, for the selected range of 4.3 ≤ P ≤ 11.6, increase in the phosphorus content in the coating improves the wettability of the liquid systems tested with the SAC305 solder, but it is an apparent effect resulting from the solder’s penetration of the structural discontinuities formed in the layer of Ni-11.6P, due to phase transitions. For the SAC305/ Ni-11.6P/Ni sample, value of the contact angle θ = 54° is smaller, as compared to the SAC305/Ni-4.3P/Ni sample, for which θ = 75°, the shear strength of the joints produced shows virtually no changes, for the SAC305/Ni-11.6P/Ni sample τmax = 15.6 MPa, as compared to τmax = 14.2 MPa for the SAC305/Ni-4.3P/Ni sample.